Бид өдөр бүр янз бүрийн бодисын уусмалтай тулгардаг. Гэхдээ бидний хүн нэг бүр эдгээр системүүд ямар их үүрэг гүйцэтгэж байгааг ухаарах нь юу л бол. Тэдний зан байдлын ихэнх нь олон мянган жилийн туршид нарийвчилсан судалгаагаар өнөөдөр тодорхой болсон. Энэ бүх хугацаанд энгийн хүнд ойлгомжгүй олон нэр томьёо орж ирсэн. Үүний нэг нь уусмалын хэвийн байдал юм. Энэ юу вэ? Үүнийг манай нийтлэлд авч үзэх болно. Өнгөрсөн рүү шумбаж эхэлцгээе.
Судалгааны түүх
Уусмалыг судалж эхэлсэн анхны гэгээлэг оюун ухаантнууд бол Аррениус, Вант Хофф, Оствальд зэрэг алдартай химич нар юм. Тэдний ажлын нөлөөн дор дараагийн үеийн химичүүд усан ба шингэрүүлсэн уусмалыг судлах ажлыг хийж эхлэв. Мэдээжийн хэрэг, тэд асар их хэмжээний мэдлэг хуримтлуулсан боловч усан бус уусмалыг анхааралгүй орхисон нь дашрамд хэлэхэд үйлдвэрлэл болон хүний амьдралын бусад салбарт ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Усан бус уусмалын онолд маш их ойлгомжгүй зүйл байсан. Жишээлбэл, усан системд цахилгаан дамжуулах чанарын утга нь диссоциацийн зэрэг нэмэгдэх тусам нэмэгдэж байсан бол ижил төстэй системд усны оронд өөр уусгагч хэрэглэсэн тохиолдолд энэ нь эсрэгээрээ байв. Жижиг цахилгаан утгуудДамжуулах чадвар нь ихэвчлэн диссоциацийн өндөр зэрэгтэй тохирдог. Аномали нь эрдэмтдийг химийн энэ чиглэлийг судлахад түлхэц болсон. Маш их хэмжээний өгөгдөл хуримтлагдсан бөгөөд боловсруулалт нь электролитийн диссоциацийн онолыг нөхөх зүй тогтлыг олох боломжийг олгосон. Үүнээс гадна электролиз болон органик болон органик бус нэгдлүүдийн нийлмэл ионуудын мөн чанарын талаарх мэдлэгийг өргөжүүлэх боломжтой болсон.
Дараа нь төвлөрсөн уусмалын чиглэлээр илүү идэвхтэй судалгаа эхэлсэн. Ийм систем нь ууссан бодисын агууламж нэмэгдэхийн хэрээр уусгагчтай харилцан үйлчлэл нь улам бүр чухал үүрэг гүйцэтгэж эхэлдэг тул шингэрүүлсэн системээс шинж чанараараа эрс ялгаатай байдаг. Энэ талаар дараагийн хэсэгт дэлгэрэнгүй үзнэ үү.
Оноол
Одоогийн байдлаар уусмал дахь ион, молекул, атомын үйл ажиллагааны хамгийн сайн тайлбар бол зөвхөн электролитийн диссоциацийн онол юм. 19-р зуунд Сванте Аррениус бүтээсэн цагаасаа хойш зарим өөрчлөлтийг хийсэн. Сонгодог онолд зарим талаараа тохирохгүй зарим хуулиудыг (Оствальдын шингэрүүлэх хууль гэх мэт) нээсэн. Гэвч эрдэмтдийн дараагийн ажлын ачаар онолд нэмэлт, өөрчлөлт оруулсан бөгөөд орчин үеийн хэлбэрээрээ байсаар байгаа бөгөөд туршилтаар олж авсан үр дүнг өндөр нарийвчлалтайгаар тайлбарлаж байна.
Электролитийн диссоциацийн онолын гол мөн чанар нь бодис ууссан үедээ түүнийг бүрдүүлэгч ионууд буюу цэнэгтэй бөөмс болж задардагт оршино. Хэсэг болгон задлах (салах) чадвараас хамааран хүчтэй, сул дорой байдагэлектролитууд. Хүчтэй нь уусмал дахь ион болон бүрэн задрах хандлагатай байдаг бол сул нь маш бага хэмжээгээр ион руу задардаг.
Молекул задрах эдгээр хэсгүүд нь уусгагчтай харилцан үйлчилж болно. Энэ үзэгдлийг solvation гэж нэрлэдэг. Гэхдээ энэ нь үргэлж тохиолддоггүй, учир нь энэ нь ион ба уусгагчийн молекулууд дээр цэнэгтэй байдагтай холбоотой юм. Жишээлбэл, усны молекул нь диполь, өөрөөр хэлбэл нэг талдаа эерэг, нөгөө талдаа сөрөг цэнэгтэй бөөмс юм. Мөн электролит задрах ионууд нь мөн цэнэгтэй байдаг. Тиймээс эдгээр бөөмсийг эсрэг цэнэгтэй талууд татдаг. Гэхдээ энэ нь зөвхөн туйлын уусгагчтай (ус гэх мэт) тохиолддог. Жишээлбэл, гексан дахь аливаа бодисын уусмалд уусгал үүсэхгүй.
Уусмалыг судлахын тулд ууссан бодисын хэмжээг мэдэх шаардлагатай байдаг. Зарим хэмжигдэхүүнийг томъёонд орлуулах нь заримдаа маш тохиромжгүй байдаг. Тиймээс хэд хэдэн төрлийн концентраци байдаг бөгөөд үүнд уусмалын хэвийн байдал орно. Одоо бид уусмал дахь бодисын агуулгыг илэрхийлэх бүх арга, түүнийг тооцоолох аргуудын талаар дэлгэрэнгүй ярих болно.
Уусмалын концентраци
Химид олон томьёо байдаг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь утгыг тодорхой хэлбэрээр авах нь илүү тохиромжтой байхаар бүтээгдсэн байдаг.
Бидний хувьд хамгийн анхны бөгөөд хамгийн танил болсон концентрацийг илэрхийлэх хэлбэр бол массын хэсэг юм. Үүнийг маш энгийнээр тооцдог. Бид уусмал дахь бодисын массыг нийт массаар нь хуваах хэрэгтэй. ТэгэхээрТиймээс бид хариултыг нэгээс бутархайгаар авдаг. Гарсан тоог зуугаар үржүүлбэл бид хариултыг хувиар авна.
Бага зэрэг мэддэг хэлбэр бол эзлэхүүний бутархай юм. Ихэнхдээ энэ нь согтууруулах ундааны согтууруулах ундааны концентрацийг илэрхийлэхэд ашиглагддаг. Үүнийг бас маш энгийнээр тооцдог: бид ууссан бодисын эзэлхүүнийг бүх уусмалын эзэлхүүнээр хуваадаг. Өмнөх тохиолдлын нэгэн адил та хариултыг хувиар авч болно. Шошго нь ихэвчлэн "40% боть" гэж бичдэг бөгөөд энэ нь: 40 эзлэхүүний хувь.
Химид бусад төрлийн концентрацийг ихэвчлэн ашигладаг. Гэхдээ тэдгээрт шилжихээсээ өмнө бодисын мэнгэ гэж юу болох талаар ярилцъя. Бодисын хэмжээг янз бүрийн аргаар илэрхийлж болно: масс, эзэлхүүн. Эцсийн эцэст, бодис бүрийн молекулууд нь өөрийн гэсэн жинтэй байдаг бөгөөд дээжийн массаар хичнээн молекул байгааг ойлгох боломжгүй бөгөөд энэ нь химийн хувиргалтуудын тоон бүрэлдэхүүнийг ойлгоход зайлшгүй шаардлагатай. Үүний тулд бодисын мэнгэ гэх мэт хэмжээг нэвтрүүлсэн. Үнэн хэрэгтээ нэг моль нь тодорхой тооны молекулууд юм: 6.021023. Үүнийг Авогадрогийн тоо гэж нэрлэдэг. Ихэнх тохиолдолд урвалын бүтээгдэхүүний хэмжээг тооцоолохын тулд бодисын мэнгэ гэх мэт нэгжийг ашигладаг. Үүнтэй холбогдуулан концентрацийг илэрхийлэх өөр нэг хэлбэр байдаг - моляр. Энэ нь нэгж эзэлхүүн дэх бодисын хэмжээ юм. Молярийг моль/л-ээр илэрхийлнэ (унших: литр тутамд моль).
Систем дэх бодисын агуулгыг илэрхийлэх маш төстэй хэлбэр байдаг: молалит. Энэ нь бодисын хэмжээг эзэлхүүний нэгжээр биш, харин массын нэгжээр тодорхойлдог гэдгээрээ моляраас ялгаатай. Мөн залбирлаар илэрхийлэгддэгкилограмм тутамд (эсвэл нэг грамм гэх мэт олон тооны).
Тиймээс бид сүүлийн хэлбэрт хүрч ирсэн бөгөөд тайлбар нь зарим онолын мэдээлэл шаарддаг тул одоо тусад нь хэлэлцэх болно.
Шийдлийн хэвийн байдал
Энэ юу вэ? Мөн өмнөх утгуудаас юугаараа ялгаатай вэ? Эхлээд та уусмалын хэвийн байдал, моляр зэрэг ойлголтуудын ялгааг ойлгох хэрэгтэй. Үнэн хэрэгтээ тэд зөвхөн нэг утгаараа ялгаатай байдаг - эквивалент тоо. Одоо та шийдлийн хэвийн байдал юу болохыг төсөөлж болно. Энэ бол зүгээр л өөрчлөгдсөн моляри юм. Эквивалент тоо нь нэг моль устөрөгчийн ион эсвэл гидроксидын ионтой харилцан үйлчлэх бөөмсийн тоог заана.
Шийдлийн норм гэж юу вэ гэдэгтэй танилцлаа. Гэхдээ эцэст нь энэ нь илүү гүнзгий ухах нь зүйтэй бөгөөд энэ нь анх харахад төвлөрлийг тайлбарлах хэчнээн энгийн хэлбэр болохыг бид харах болно. Тиймээс, шийдлийн хэвийн байдал юу болохыг нарийвчлан авч үзье.
Формула
Аман тайлбараас томьёог төсөөлөхөд тун амархан. Энэ нь иймэрхүү харагдах болно: Cn=zn/N. Энд z нь эквивалент коэффициент, n нь бодисын хэмжээ, V нь уусмалын эзэлхүүн юм. Эхний үнэ цэнэ нь хамгийн сонирхолтой юм. Энэ нь зүгээр л нэг бодисын эквивалентийг, өөрөөр хэлбэл өөр бодисын нэг хамгийн бага тоосонцортой урвалд орж чадах бодит эсвэл төсөөллийн бөөмсийн тоог харуулдаг. Үүний үндсэн дээр томъёог дээр дурдсан уусмалын хэвийн байдал нь чанарын хувьд ялгаатай байна.моляраас.
Тэгээд одоо өөр нэг чухал хэсэг рүү шилжье: шийдлийн хэвийн байдлыг хэрхэн тодорхойлох вэ. Энэ бол эргэлзээгүй чухал асуулт тул дээр дурдсан тэгшитгэлд заасан утга тус бүрийн талаар ойлголттой байж түүний судалгаанд хандах нь зүйтэй.
Шийдлийн хэвийн байдлыг хэрхэн олох вэ?
Бидний дээр дурдсан томъёолол нь зөвхөн хэрэглэгдэх болно. Үүнд өгөгдсөн бүх утгыг практикт хялбархан тооцдог. Үнэн хэрэгтээ ууссан бодисын масс, түүний томъёо, уусмалын эзэлхүүнийг мэдэхийн тулд уусмалын хэвийн байдлыг тооцоолоход маш хялбар байдаг. Бид бодисын молекулуудын томъёог мэддэг тул түүний молекул жинг олж чадна. Ууссан бодисын дээжийн массыг түүний молийн масстай харьцуулсан харьцаа нь тухайн бодисын молийн тоотой тэнцүү байна. Уусмалын хэмжээг бүхэлд нь мэдсэнээр бид молийн концентраци хэд болохыг баттай хэлж чадна.
Шийдлийн хэвийн байдлыг тооцоолохын тулд бидний хийх дараагийн үйлдэл бол эквивалентийн коэффициентийг олох үйлдэл юм. Үүнийг хийхийн тулд бид протон эсвэл гидроксил ионыг холбож чадах диссоциацийн үр дүнд хичнээн бөөмс үүсдэгийг ойлгох хэрэгтэй. Жишээлбэл, хүхрийн хүчилд эквивалентийн коэффициент нь 2 байдаг тул энэ тохиолдолд уусмалын хэвийн байдлыг түүний молярийг 2-оор үржүүлж тооцоолно.
Програм
Химийн аналитикийн хувьд ихэвчлэн уусмалын норм ба молярийг тооцоолох шаардлагатай болдог. Энэ нь маш тохиромжтойбодисын молекулын томъёоны тооцоо.
Өөр юу унших вэ?
Уусмалын хэвийн байдал гэж юу байдгийг илүү сайн ойлгохын тулд ерөнхий химийн сурах бичиг нээх нь зүйтэй. Хэрэв та энэ бүх мэдээллийг мэддэг бол химийн чиглэлээр суралцаж буй оюутнуудад зориулсан аналитик химийн сурах бичигт хандаарай.
Дүгнэлт
Өгүүллийн ачаар та уусмалын хэвийн байдал нь химийн шинжилгээнд голчлон хэрэглэгддэг бодисын концентрацийг илэрхийлэх хэлбэр гэдгийг ойлгосон гэж бид бодож байна. Одоо үүнийг хэрхэн тооцдог нь хэнд ч нууц биш.
